[发明专利]高能脉冲电流辅助正挤压加工装置及方法

说明书

本发明涉及一种高能脉冲电流辅助正挤压加工装置及方法，属于金属材料加工领域。模具内部有铜块一、二及陶瓷管道，陶瓷管道通过凸环一、二与模具上的凹槽匹配，将铜块一、二与陶瓷管道装配好放入模具；顶杆由绝缘云母片和钢制的冲头构成，绝缘云母片镶嵌在冲头上形成模具的顶杆；电极一、二分别通过铜导线与脉冲电源相连接；由脉冲电源输出电流，电极一、二分别与模具内的铜块一、二相连，待试样开始挤压时，与试样共同形成闭合回路；热电偶经模具小孔直插模具内部，用于测量模具内部的温度，热电偶另一端连接脉冲电源，实现控温。优点在于：构思新颖，结构简单，使用方便，安全系数高。增加正挤压的效率，节约能量。实用性强。

技术领域

本发明涉及金属材料加工领域，特别涉及一种新型金属成形方式，尤指一种高能脉冲电流辅助正挤压加工装置及方法，用于成形部分轻合金（镁合金，铝合金），经实验论证效果明显。

背景技术

现有的正挤压方法能够细化晶粒，改善材料的性能，但是该方法却存在着以下的问题：

一、成形所需要的时间较长，加热范围大，时间长，效率低下。

二、成形较为困难，模具损耗较大，变形不均匀，材料性能差异大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高能脉冲电流辅助正挤压加工装置及方法，解决了现有技术存在的正挤压效率低下和成形困难的问题。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

高能脉冲电流辅助正挤压加工装置，包括模具和顶杆，模具为可拆卸的，模具通过特制螺栓紧密闭合，固定牢固，安全可靠，满足实验的要求。所述模具内部有铜块一3、铜块二4、陶瓷管道6，陶瓷管道6通过凸环一7、凸环二8与模具上的凹槽匹配，将铜块一3、铜块二4与陶瓷管道6装配好放入模具，在模具安装固定时，其也被完全固定。所述顶杆由绝缘云母片9和钢制的冲头10构成，起到绝缘的作用。绝缘云母片9镶嵌在冲头10上形成模具的顶杆；电极一1、电极二2分别通过铜导线与脉冲电源相连接；由脉冲电源输出电流，电极一1、电极二2分别与模具内的铜块一3、铜块二4相连，待试样开始挤压时，与试样共同形成闭合回路；热电偶经模具小孔5直插模具内部，用于测量模具内部的温度，热电偶另一端连接脉冲电源，实现控温，脉冲电源也可以根据温度和用户的要求自适应的改变电流参数，完成复杂多变的要求。

所述的铜块一3、铜块二4上下分别设有环形凸起，陶瓷管道6的凹槽与所述凸起相配合，使其内部结构稳定，可靠性好。陶瓷管道6上设有凸环一7、凸环二8，并与模具上的凹槽相配合；铜块一3、铜块二4与陶瓷管道6装配好放入模具内，闭合模具并通过特制螺栓将模具固定住。

所述的脉冲电源为定制智能电源，有两种启动方式：恒温和恒流模式；恒温模式下，用户需设定温度，通过热电偶所测的温度改变输出电流，从而控制成形温度；恒流模式下，用户只需要预设电流和安全温度，热电偶所返回的温度未超过设置的安全温度，则输出电流为预设电流，超过则报警。

所述的铜块一3、铜块二4与模具接触的部分刷上耐高温陶瓷绝缘涂料，具有绝缘、耐高温的作用。

所述的热电偶为K型热电偶，测量范围为0~1100℃。

所述的陶瓷管道6的A、B两端具有不同的内径，试样从内径较大的A端进入，从内径较小的B端出来，从而完成一次挤压，变形过程是在C区域内完成的。

所述的脉冲电流作用区域刚好是材料变形区域，可以有针对性的，高效的施以电脉冲，增加正挤压的效率，节约能量。

所述的陶瓷管道6的材料是刚玉陶瓷，其强度、刚度满足要求。陶瓷管道6用于将试样和模具隔离开，防止电流导入模具上。

本发明的另一目的在于提供一种高能脉冲电流辅助正挤压加工方法，包括以下步骤：

步骤一、清理润滑：将模具拆开，往陶瓷通道6内部涂抹导电润滑剂；